автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.03, диссертация на тему:Разработка технологического процесса восстановления посадочных отверстий корпусных деталей комбинированием электроискрового покрытия и клея-компаунда

кандидата технических наук
Сивцов, Валерий Николаевич
город
Саранск
год
2008
специальность ВАК РФ
05.20.03
Диссертация по процессам и машинам агроинженерных систем на тему «Разработка технологического процесса восстановления посадочных отверстий корпусных деталей комбинированием электроискрового покрытия и клея-компаунда»

Автореферат диссертации по теме "Разработка технологического процесса восстановления посадочных отверстий корпусных деталей комбинированием электроискрового покрытия и клея-компаунда"

На правах рукописи

СИВЦОВ ВАЛЕРИЙ НИКОЛАЕВИЧ

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ВОССТАНОВЛЕНИЯ ПОСАДОЧНЫХ ОТВЕРСТИЙ КОРПУСНЫХ ДЕТАЛЕЙ КОМБИНИРОВАНИЕМ ЭЛЕКТРОИСКРОВОГО ПОКРЫТИЯ И КЛЕЯ-КОМПАУНДА

Специальность 05 20 03 - Технологии и средства технического обслуживания в сельском хозяйстве

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1111111111111111111

003 167930

Саранск 2008

Работа выполнена на кафедре механизации переработки сельскохозяйственной продукции Института механики и энергетики ГОУВПО «Мордовский государственный университет им НП Огарева»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Котин Александр Владимирович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Салмин Владимир Васильевич

кандидат технических наук Грузинцев Алексей Петрович

Ведущая организация: ФГОУВПО «Пензенская государственная

сельскохозяйственная академия»

Защита состоится 23 мая 2008 года в 10— часов на заседании диссертационного совета Д212117 06 при ГОУВПО «Мордовский государственный университет им Н П Огарева» по адресу 430904, г Саранск, п Ялга, ул Российская, д 5

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке университета Автореферат разослан 2 { апреля 2008 года

Ученый секретарь диссертационного совета /х^уг^Л// Комаров

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Надежная работа отремонтированных тракторов, автомобилей, сельскохозяйственных машин в значительной мере обусловлена техническим состоянием блоков цилиндров двигателей, корпусных деталей трансмиссий и определяется в основном размерной, геометрической и пространственной точностью посадочных отверстий под подшипники валов

Решение данной проблемы видится в разработке новых эффективных методов восстановления отверстий нанесением покрытий на изношенные поверхности с заданными гарантированными физико-механическими, реологическими и триботехническими свойствами

Значительный интерес представляет разработка метода формирования многослойных покрытий путем комбинирования электроискровой наплавки (ЭИН) и нанесения высокопрочных полимерных материалов, который с одной стороны позволил бы обеспечить необходимую точность и качество восстановленных деталей, повысить их послеремонтный ресурс, с другой стороны - значительно снизить себестоимость ремонта Однако реализация данного направления сдерживается из-за отсутствия соответствующих теоретических разработок и практических рекомендаций

В последнее время для восстановления деталей все чаще применяют различные импортные и отечественные полимерные материалы Однако широкое их внедрение ограничивается толщиной наносимой полимерной пленки из-за ее технологической усадки в процессе полимеризации и возможных значительных упругих и пластических деформаций при эксплуатации восстановленных деталей и соединений К тому же большинство полимерных материалов имеют недостаточную адгезионно-когезионную прочность, что приводит с одной стороны, к отслоению покрытия при механической обработке, с другой стороны - к его усталостному разрушению в процессе эксплуатации восстановленных деталей Это, например, относится к высоконаполненным относительно недорогим полимерным композициям под логотипом клеи-компаунды, которые, несомненно, являются перспективными технологичными материалами

В связи с этим, исследования, направленные на поиск новых технологических решений в данной области, являются актуальными

Целью исследования является разработка эффективного универсального ресурсосберегающего технологического процесса восстановления посадочных отверстий корпусных деталей машин комбинированием электроискрового покрытия и клея-компаунда

Объект исследования - изношенные и восстановленные комбинированными покрытиями поверхности посадочных отверстий деталей машин

Методика исследования. В ходе выполнения работы были использованы методы и положения нелинейной механики сплошной среды, физического и математического моделирования (в частности, метод конечных элементов), системного исследования и математической статистики Исследования свойств полимерных материалов и покрытий на их основе проводилось как по известным, так и по оригинальным методикам Научная новизна работы состоит

- в разработке конечно-элементной математической модели, адекватно описывающей процесс лезвийной механической обработки комбинированного покрытия,

- в установлении физико-механических и реологических свойств ряда импортных и отечественных клеев-компаундов, а также комбинированных покрытий на их основе,

- в определении на основе математического и физического моделирования, а также технологических расчетов оптимальных структур комбинированных покрытий для восстановления изношенных деталей, режимов их механической обработки

Практическая ценность исследований заключается в

- усовершенствовании методики исследования адгезионных и когезионных свойств комбинированных покрытий, разработке на основе программного комплекса Lab VIEW алгоритма их автоматизации, модернизации испытательного оборудования,

- разработке нового эффективного типового ресурсосберегающего технологического процесса восстановления посадочных отверстий деталей машин, позволяющего обеспечить необходимую размерную, геометрическую и пространственную их точность

Реализация работы. Разработанный типовой технологический процесс восстановления изношенных посадочных отверстий корпусных деталей машин внедрен в Учебно-научно-производственном центре по разработке и внедрению новых технологий и в учебный процесс ГОУВПО «Мордовский государственный университет им Н П Огарева»

Новизна и научно-технический уровень разработок подтверждены участием в Международных, Всероссийских, региональных, межвузовских и республиканских выставках Основные результаты исследований доложены на семинарах, конференциях, советах и т д

- ежегодных Огаревских чтениях, проводимых в Мордовском госуниверситете (Саранск, 1999-2007 гг ),

- конференциях профессорско-преподавательского состава, научных работников и аспирантов Мордовского госуниверситета (Саранск, 1999-2002 гг),

- всероссийской научно-практической конференции «Организационные, философские и технические проблемы современных машиностроительных производств» (Рузаевка, 2000 г ),

- республиканской научно-практической конференции «Роль науки в развитии хозяйственного комплекса республики» (Саранск, 2001 г),

- международной научно-технической конференции «Новые методы ремонта и восстановления деталей сельскохозяйственных машин» (Саранск, 2001

г),

- республиканских научно-практических конференциях «Наука и инновация в Республике Мордовия» (Саранск, 2004-2007 гг ),

- международной научно-технической конференции «Повышение эффективности функционирования механических и энергетических систем» (Саранск,

2004 г),

- всероссийской научно-практической конференции «Сельскохозяйственная наука Республики Мордовия достижения, направления развития» (Саранск,

2005 г),

- международной научно-технической конференции, посвященной 50-летию образования Института механики и энергетики (Саранск, 2007 г),

- расширенном заседании кафедры механизации переработки сельскохозяйственной продукции Института механики и энергетики ГОУВПО «Мордовский государственный университет им Н П Огарева» (Саранск, 2008 г)

Технологический процесс восстановления посадочных отверстий корпусных деталей комбинированным методом удостоен золотой медали V-ой весенней агропромышленной выставки - ярмарки «РОСАГРО-2005» (Москва, ВВЦ), диплома и серебряной медали 8-ой Российской агропромышленной выставки «Золотая 0сень-2006» (Москва, ВВЦ), бронзовой медали 9-ой Российской агропромышленной выставки «Золотая 0сень-2007» (Москва, ВВЦ)

На защиту выносятся следующие положения

- конечно-элементная математическая модель, адекватно описывающая процесс лезвийной механической обработки комбинированного покрытия,

- установленные значения физико-механических и реологических свойств ряда импортных и отечественных клеев-компаундов, а также комбинированных покрытий на их основе,

- усовершенствованная методика исследования адгезионных и когезион-ных свойств комбинированных покрытий, построенная на основе программного комплекса Lab VIEW, алгоритм автоматизации испытаний, модернизированное испытательное оборудование,

- эффективный типовой ресурсосберегающий технологический процесс восстановления посадочных отверстий корпусных деталей машин комбинированными покрытиями

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 11 печатных работ

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы и приложений Работа изложена на 150 страницах машинописного текста, включает 46 рисунков, 16 таблиц, 130 источников литературы

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, поставлена цель, обозначен объект исследования

В первой главе приведен анализ состояния вопроса и определены задачи исследования

Установлено, что от 50 до 90% корпусных деталей двигателей, агрегатов трансмиссий автомобилей, тракторов, мобильной сельскохозяйственной техники, пришедших на ремонт требуют восстановления размерной, геометрической и пространственной точности посадочных отверстий корпусных деталей

Восстановление чугунных корпусных деталей сопряжено со значительными трудностями, обусловленными высокой склонностью чугуна к образованию твердых структурных составляющих (ледебурита, мартенсита) и повышенной склонностью к трещинообразованию Последнее связано не только с наличием ледебуритной эвтетики и мартенсита, но и с низкой пластичностью и прочностью чугуна Поэтому работы по восстановлению посадочных отверстий в чугунных корпусах деталей ведутся в направлении создания таких процессов, которые обеспечивали бы получение хорошо обрабатываемых покрытий резанием

В настоящее время для восстановления деталей необходимы эффективные универсальные методы, которые в короткое время и с незначительными дополнительными затратами можно было бы распространить на новые объекты К таковым относятся методы электронной обработки, в частности электроискровая наплавка, позволяющая наносить на поверхности деталей различные износостойкие покрытия без существенного изменения в структуре основного материала Перспективными также являются технологии, основанные на использовании современных полимерных материалов, в том числе в комбинации с другими методами восстановления

Для снижения трудоемкости процесса восстановления необходимо подбирать такие полимерные материалы, которые отличаются высокими прочностными и деформационными свойствами, полимеризуются на воздухе и хорошо обрабатываются лезвийным режущим инструментом К таковым, например, относятся клеи-компаунды, представляющие собой двухупаковочные композиции, которые после смешивания основы и отвердителя быстро создают высокопрочный водо-, масло- и бензостойкий материал, отверждающийся при комнатной температуре Однако отсутствие достоверных данных о физико-механических и реологических свойствах данных материалов затрудняют их широкое внедрение в ремонтное производство

Для реализации поставленной цели в работе были сформулированы следующие задачи исследования:

- провести анализ технического состояния посадочных отверстий корпусных деталей машин, поступивших в ремонт и существующих технологических процессов их восстановления,

- разработать конечно-элементную математическую модель, адекватно описывающую процесс лезвийной механической обработки комбинированного покрытия,

- усовершенствовать методику исследования адгезионных и когезионных свойств комбинированных покрытий, разработать алгоритм автоматизации их испытаний, модернизировать испытательное оборудование,

- исследовать физико-механические, реологические и технологические свойства импортных и отечественных клеев-компаундов, а также комбинированных покрытий на их основе,

- на основе математического моделирования определить оптимальные режимы резания лезвийным инструментом комбинированных покрытий,

- провести математическое и физическое моделирование несущей способности комбинированного покрытия,

- разработать новый ресурсосберегающий технологический процесс восстановления посадочных отверстий корпусных деталей, провести эксплуатационные испытания, внедрить разработки в производство, оценить их экономическую эффективность

Во второй главе представлены теоретические предпосылки и математическая модель процесса механической обработки комбинированных металлопо-лимерных покрытий лезвийным режущим инструментом, результаты его оптимизации

Достижение заданных требований по точности и качеству восстановленных комбинированными покрытиями посадочных отверстий корпусных деталей с обеспечением необходимого взаиморасположения их осей возможно только на основе применения механической обработки на расточных станках с

базированием деталей по заводским технологическим базам Однако при механической обработке полимерных покрытий часто наблюдается их разрушение и отслоение от поверхности детали, что объясняется или недостаточной когези-онной и адгезионной прочностью композиций, или неоптимальным подбором режимов резания последнего

Сопротивление обрабатываемого материала резанию может быть выражено силами, действующими на рабочие поверхности инструмента со стороны обрабатываемой заготовки (рис 1) со стороны срезаемого слоя нормально к передней поверхности резца действует сила Р„, со стороны обработанной поверхности нормально к задней поверхности резца действует сила Р3 В тоже время в результате относительного перемещения резца и стружки, а также резца и обрабатываемой заготовки на передней и задней поверхностях резца возникают и действуют силы трения Рп и Р3 Таким образом, сила резания Р складывается из векторной суммы сил Рп, действующих на переднюю поверхность инструмента со стороны срезаемого слоя, сил Р, действующих на его заднюю поверхность со стороны обработанной поверхности, и сил трения на передней Бп и задней Р3 поверхностях

Схема резания полимерного покрытия

\ i i

Рис 1

Тангенциальная составляющая силы резания Р2, по которой рассчитывается прочность заготовки при условии, что F„ = ц„ Р„ и F3 = /;3 Р3, определится следующей зависимостью

Pz = Р„ sinS + ¡ипРп eosS-PJ sina + nJP¡ cosa , (1)

где fi„ и ¡x3 - коэффициенты трения соответственно на передней и задней поверхностях инструмента, S - угол резания, а - задний угол резца

Учитывая, что /с,„ = Р/Р„, а Рп = <yTst£,"

' 3" 3 "' д ' 0 " получим

Рг =oyís„£,w[sm<5 + /í„ cos$-k3lt(sma + jUj cosa)],

где - подача, м, г - глубина резания, м, <*/ - коэффициент продольной усадки стружки, <т7 - условный предел текучести обрабатываемого материала, Н/м2, V - показатель политропы сжатия

В процессе резания полимерного слоя связь компонентов напряжений с компонентами деформации для случая линейного упругого тела можно установить путем распространения на общий случай пространственного напряженного состояния в точке законов Гука для чистого сдвига Практическая возможность такой экстраполяции справедлива при соблюдении следующих условий

а) одновременное наличие всех компонентов напряжений, а равно их действие по отдельности не переводят материал в пластическое состояние, т е материал пребывает в рамках упругих деформаций,

б) материал практически можно считать изотропным,

в) деформации ничтожно малы по сравнению с размерами изучаемого тела,

г) процесс деформации изотермичен

Для анализа предельных напряжений <т в обрабатываемом покрытии в цилиндрической системе координат в осесимметричном случае нагружения имеем соотношение

= ^ - + - О2 + К - + 6< * Я ' (3)

( Е )ди

<т =-\—+Л0,

г \\+^)дг

\5уу ди.

где тщш) - разрушающее напряжение при испытаниях материала в условиях сдвига, МПа, Е - модуль упругости, МПа, ц - коэффициент Пуассона, Я - постоянная Ляме

Представленная система уравнений не может быть решена аналитически, поэтому для ее реализации было использовано численное решение методом конечных элементов Для решения данной задачи была разработана математическая модель процесса резания, которая позволяет на основе метода конечных элементов формировать исходную схему процесса резания поверхности посадочного отверстия, восстановленного многослойными покрытиями с применением полимерных композиционных материалов, рассчитывать нормальные и касательные напряжения в слое металлического и полимерного покрытий, а также на их границе (рис 2) Причем сравнивание последних с предельными значениями прочности при сдвиге, полученными экспериментальными исследованиями, позволяет оптимизировать процесс резания

Схема процесса резания поверхности посадочного отверстия, восстановленного многослойными покрытиями

1 - граница основного металла СЧ-21 и электроискрового покрытия; 2 - граница электроискрового покрытия и клея-компаунда; 3 - расточной резец; у - передний угол расточного резца; а - задний угол расточного резца

Рис. 2

Исходными данными для расчетов являются геометрические параметры восстанавливаемого посадочного отверстия, его нагрузочный режим, геометрия режущего инструмента, а также мгновенный модуль упругости и коэффициент Пуассона при действующей температуре как металлического, так и полимерного покрытий.

В результате проведения многофакторного эксперимента была получена следующая регрессионная математическая модель, позволяющая рассчитать сдвиговые напряжения в зоне контакта металл-полимер

15,217 г* (0,809+0,081 |п Р.+0,101/1/ 1п Р. ) 0,897

_ £_£_*_ ' /

' р -(4,293+0,0791п/) ,

где Е - модуль упругости полимерного материала, МПа; у - передний угол расточного резца, град.; Р:-тангенциальная составляющая силы резания, Н.

На основе математического моделирования, лабораторных исследований, натурного эксперимента были определены оптимальные режимы резания лезвийным инструментом комбинированных метаплополимерных покрытий, при которых не происходит отслоение полимера при механической обработке.

В третьей главе приведены общие и частные методики исследования. Весь объем проведенных экспериментальных исследований условно можно разделить на семь этапов.

Первый этап посвящен изучению технического состояния блоков цилиндров, корпусов агрегатов трансмиссий, поступивших в ремонт.

Анализ степени и характера изнашивания посадочных поверхностей использовался при разработке нового метода их восстановления, в частности для обоснования свойств применяемых материалов и режимов их механической обработки.

На втором и третьем этапе исследовались соответственно физико-механические и реологические свойства металлополимерных композиций, выбранных для восстановления подшипниковых соединений корпусных деталей. Целью данных исследований являлось определение когезионных и адгезионных характеристик композиционных материалов в условиях сдвигового нагружения на разных переходных зонах, а также их деформативности.

На четвертом этапе с целью выявления возможности применения данных металлополимерных материалов для восстановления подшипниковых соединений корпусных деталей, работающих в условиях циклического контактного нагружения, были проведены исследования их динамической прочности.

Пятый и шестой этапы были посвящены исследованию сил резания при механической обработке комбинированных металлополимерных покрытий и определению оптимальных параметров резания.

На седьмом этапе, с целью оценки эффективности разработанных рекомендаций и нового технологического процесса, проводились эксплуатационные испытания отремонтированных корпусных деталей.

Для повышения точности измерений когезионно-адгезионной прочности полимерных материалов была проведена реконструкция разрывной машины Р-0.5 (завод «Точприбор») в автоматизированный лабораторный комплекс для измерения физико-механических и реологических свойств материалов с реализацией компьютерной обработки аналоговых сигналов от датчиков усилия и перемещения подвижного захвата (рис. 3).

Лабораторный автоматизированный комплекс

Разрывная машина Р-0,5

Датчик перемещений

АЦП РС1-6040Е

а) б)

а) разрывная машина Р-0,5; б) схема автоматизации на базе ЭВМ: 1 - разрывная машина Р-0.5, 2 - ПЭВМ, 3 - датчик усилия 1925ИС-М, 4 - датчик перемещения, 5, 6 и 7 - приборы измерения усилия, перемещения и скорости перемещения, 8 и 9 - верхняя и нижняя траверсы, 10 - оснастка для исследования когезионных и адгезионных характеристик, 11 - нижняя (подвижная) плита, 12 - блок управления

Рис. 3

В результате реконструкции рычажный механизм был заменен тензодат-чиком 1925ИС-М ЗАО «Сибтензоприбор» с блоком усиления сигнала, погрешность измерения усилия которым составляет не более ±0,3% при измерении усилия до 0,2 кН и не более ± 0,008% при измерении усилия до 5 кН Измерение перемещений осуществляется с помощью датчика положения, который состоит из светодиода и фотодиода, установленных напротив отверстия вращающегося диска Точность измерения перемещений в соответствии с данной схемой составляет 20 мкм

После регистрации сигнал от обоих датчиков поступает на коммутатор SCB-68, аналогово-цифровой преобразователь PCI-6040E фирмы National Instruments™ и ПЭВМ, где далее обрабатывается Для данной системы измерений был разработан с помощью программного комплекса Lab VIEW алгоритм автоматизации измерений и лицевая панель Разработанный виртуальный компьютерный прибор позволяет анализировать динамически поступающую информацию

-цифровые поля (текущие значения усилия и перемещения), -графики изменения усилия и перемещения во времени (релаксации напряжений и ползучести), -графики зависимости усилия от перемещения

Для оценки прочности сцепления при сдвиге металлополимерных материалов использовалась усовершенствованная методика, заключающаяся в том, что цилиндрический образец из исследуемого материала с нанесенным на него в виде кольцевого пояска покрытием продавливался через матрицу При этом под действием касательных напряжений происходило отслаивание покрытия, а напряжение сдвига характеризовало прочность сцепления Конструкция матрицы и пуансона, а также наличие нагревательного элемента предусматривает возможность определения как адгезионных, так и когезионных свойств покрытий при разных температурах испытания путем послойного среза

В четвертой главе представлены результаты экспериментальных исследований прочностных свойств комбинированных покрытий в условиях статического и динамического нагружения, процессов их резания, реологических характеристик полимерных материалов и их деформирования

В табл 1 представлены результаты исследования прочностных свойств ряда клеев-компаундов, нанесенных на электроискровое нихромовое покрытие

Таблица 1

Результаты исследования прочности на сдвиг комбинированных покрытий

Полимерные материалы Предел прочности сцепления композиции с электроискровым покрытием тПред, МПа при температуре испытаний

20°С 50°С 80°С 110°С

«БЕЛЬЗОНА 1111» (Италия) 7,02 6,3 3,8 2,1

АНАТЕРМ-203 (Россия) 6,47 5,75 3,1 1,8

«АБРА» (США) 2,73 1,69 1,37 0,62

Исследования показали, что когезионные и адгезионные свойства комбинированных покрытий на основе отечественного АНАТЕРМ-203 и импортного

«БЕЛЬЗОНА 1111» в диапазоне рабочих температур эксплуатации подшипниковых соединений машин близки по значению Однако по стоимости отечественный клей-компаунд в пять раз дешевле «БЕЛЬЗОНА 1111», поэтому для дальнейших исследований был выбран АНАТЕРМ-203 К тому же данный материал удовлетворяет требованиям по оптимальным упругим характеристикам, полученным при моделировании процесса резания полимерного покрытия (рис 4) Для сравнения на рисунке приведена кривая изменения модуля упругости для полимерной композиции на основе анаэробного герметика Анатерм-бВ, используемого в настоящее время в Мордовском госуниверситете для восстановления изношенных коренных опор блока цилиндров двигателя КамАЗ-740

Изменение мгновенного модуля упругости полимерных композиций в зависимости от температуры испытания

1 - Анатерм 6В - 100 м ч, тальк - 15 м ч , железный порошок-5мч,

2 - Клей-компаунд АНАТЕРМ-203

Рис 4

Реокинетические константы (табл 2), а соответственно и деформационные свойства клея-компаунда АНАТЕРМ-203, зависят от температуры Однако падения модуля упругости, коэффициентов начальной и конечной вязкости, а также конечного времени релаксации не так существенны, как у анаэробной полимерной композиции, применяемой в настоящее время для восстановления коренных опор блоков цилиндров двигателей КамАЗ-740 Поэтому его использование для восстановления изношенных посадочных отверстий корпусных деталей с точки зрения упругой и пластической деформации полимерного покрытия более предпочтительно

Это подтверждается математическим и физическим моделированием деформации полимерной прослойки, приводящей к увеличению зазора в восстановленном соединении «коренная шейка коленчатого вала - вкладыш» двигателя (рис 5)

Исследования на контактную усталость показали, что комбинированное покрытие на основе электроискровой наплавки и клея-компаунда АНАТЕРМ-

203 имеет достаточно высокий предел выносливости вк = 310 МПа при 1 107 циклах нагружения, тогда как покрытие клея-компаунда по необработанной электроискровым методом рабочей поверхности образцов имеет тот же предел выносливости при 103 циклах нагружения

Таблица 2

Реокинетические константы полимерных композиций_

Наименование полимера Температура, °С Модуль упругости, МПа Коэффи - циент начальной вязкости, 104 МПа с Коэффи - циент конечной вязкости, 107 МПа с Время релаксации конечное, 104с

Композиция на основе Анатерм-бВ 50 4833 21,74 5,00 1,03

80 2029 8,80 2,50 1,23

110 729 3,20 1,67 2,29

Клей-компаунд АНАТЕРМ-203 50 5182 32,87 5,24 1,01

80 3841 21,08 2,71 0,71

110 2793 18,18 1,79 0,64

Результаты математического моделирования изменения зазора в восстановленном подшипниковом соединении из-за деформации полимерной

прослойки

мм

0,0007 0 0006 0,0005 0,0004 0,0003 0,0002 0,0001 0

1 - Анатерм-бВ - 100 м ч , тальк - 15 м ч , железный порошок - 5 м ч ,

2 - Анатерм-203

Рис 5

В пятой главе приведен технологический процесс восстановления посадочных отверстий корпусных деталей комбинированными металлополимерны-

ми покрытиями, который заключается в следующем На поверхности отверстий с помощью установки "Элитрон-52Б" наносится электроискровое покрытие вращающимся вокруг своей оси с частотой 200-700 с"1 и вибрирующим с частотой 200-250 Гц электродом из нихрома Х20Н80 сечением 20-25 мм2 Энергетический режим установки - 9 (I = 5 А, II = 95 В), время обработки I = 2 мин/см2 Затем восстанавливаемые поверхности обезжириваются ацетоном и на них наносится слой клея-компаунда АНАТЕРМ-203 Повторное растачивание посадочных отверстий под номинальный размер на оптимальных режимах резания глубина I = 0,3 мм, подача 8 = 0,3 мм/об, скорость V = 0 4 м/мин, углы расточного резца у = 10°, а = 20°, производится после полимеризации композиции в течение 45 минут при температуре 20 25°С Проведенные эксплуатационные испытания отремонтированных агрегатов и оценка экономического эффекта показали высокую эффективность новой технологии восстановления

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1 Анализ состояния вопроса показал, что износ посадочных отверстий корпусных деталей, нарушение их геометрической и пространственной точности являются основными причинами потери работоспособности двигателей внутреннего сгорания, агрегатов трансмиссий автомобилей, тракторов, сельскохозяйственных машин С целью повышения их ресурса и снижения себестоимости ремонта перспективным является разработка новых методов восстановления изношенных поверхностей комбинированными металлополимерными покрытиями, обладающими гарантированными физико-механическими, трибо-техническими и реологическими свойствами

2 С целью оптимизации процесса резания многослойных металло-полимерных покрытий на базе программного комплекса ANSYS (Customer No 231121) разработана конечно-элементная математическая модель, адекватно описывающая процесс их лезвийной механической обработки, позволяющая рассчитывать и визуально представлять значения деформаций и напряжений в любой точке покрытия

3 Усовершенствована методика, создан автоматизированный лабораторный комплекс для исследования физико-механических v реологических свойств материалов и покрытий с реализацией компьютерной обработки аналоговых сигналов от датчиков усилия и перемещения, позволяющий в среднем в 10 раз повысить точность и снизить погрешность измерений

4 Исследования показали, что когезионные и адгезионные свойства комбинированных металлополимерных покрытий на основе отечественного клея-компаунда АНАТЕРМ-203 и импортного «БЕЛЬЗОНА 1111» в диапазоне рабочих температур эксплуатации подшипниковых соединений близки по значению, удовлетворяют необходимым требованиям и рекомендуются для их восстановления, причем из-за более низкой цены применение АНАТЕРМа-203 предпочтительнее

5 Лабораторные исследования реологических свойств полимерных материалов показали, что клей-компаунд АНАТЕРМ-203 обладает более высокой деформационной стойкостью, чем полимерные композиции на основе анаэробного герметика Анатерм-бВ, применяемые в настоящее время для восстановления посадочных отверстий корпусных деталей, что объясняется более высоки-

ми значениями и термостабильностью его модуля упругости, коэффициентов начальной и конечной вязкости

6 Исследования на контактную усталость показали, что комбинированное покрытие на основе электроискровой наплавки и клея-компаунда АНАТЕРМ-203 имеет предел выносливости на уровне 310 МПа при 1 10 циклах нагруже-ния, тогда как покрытие клея-компаунда по необработанной электроискровым методом рабочей поверхности образцов имеет тот же предел выносливости при 103 циклах нагружения

7 На основе математического моделирования, лабораторных исследований, натурного эксперимента определены оптимальные режимы резания лезвийным инструментом комбинированных металлополимерных покрытий, при которых не происходит отслоение полимера глубина резания 0,3 мм, скорость резания 0,4 м/мин, подача 0,3 мм/об, передний угол резца 10°, задний угол резца 20°

8 Разработан, апробирован и внедрен в производство новый типовой технологический процесс восстановления изношенных посадочных отверстий блоков цилиндров двигателей и картеров коробок передач комбинированием электроискрового покрытия и клея-компаунда АНАТЕРМ-203

9 Эксплуатационные испытания показали, что нижняя доверительная граница прогнозируемого среднего ресурса подконтрольной партии двигателей и коробок передач автомобилей КамАЗ-740, восстановленных по разработанной технологии, при относительной ошибке 0,2 и доверительной вероятности 0,9 при Т=80000 км составила 316000 км, а нижняя доверительная граница 80% ресурса - 195000 км Нормативная величина среднего ресурса новых агрегатов составляет 300000 км, а нормативная величина среднего 80% ресурса отремонтированных двигателей для третьей категории дорог эксплуатации - 240000 км

10 Разработанный технологический процесс внедрен в производство в Учебно-научно-производственном центре ГОУВПО «Мордовский государственный университет им H П Огарева», а также в учебный процесс Института механики и энергетики Экономический эффект от внедрения применительно к восстановлению блоков цилиндров двигателей и картеров коробок передач в сравнении с существующей технологией составляет более двух миллионов рублей в ценах февраля 2008 г на программу ремонта 400 деталей в год

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1 Сивцов В H Восстановление чугунных блоков цилиндров двигателей комбинированными покрытиями / В H Сивцов, А В Котин, В H Водяков, С Б Сысуев // Пути повышения эффективности функционирования механических и энергетических систем АПК Межвуз сб науч тр / Морд гос ун-т им H П Огарева - Саранск «Крас Окт», 2003 -С 192-202

2 Сивцов В H Применение электроискровой обработки и металлополимерных композиций при восстановлении посадочных отверстий блоков цилиндров автотракторных двигателей / В H Сивцов, А В Котин, С Б Сысуев, Д А Лашин // Наука и инновация в Республике Мордовия Материалы III peen науч -практ конф «Роль науки и инноваций в развитии хозяйственного комплекса региона» В 3 ч Ч 1 Техн науки Саранск, 25-26 дек 2003 / Морд гос ун-т им H П Огарева - Саранск Изд-во Морд ун-та, 2004 - С 244-247

3 Сивцов В H К вопросу о применении клеев-компаундов для восстановления корпусных деталей машин / В H Сивцов, А В Котин, П H Барышников // Энергосберегающие технологии и системы в АПК Межвуз сб науч тр / Морд гос ун-т им H П Огарева - Саранск ООО «РНИИЦ», 2004 - С 140145

4 Сивцов В H Восстановление отверстий коренных опор чугунных блоков цилиндров двигателей с применением клеев-компаундов / В H Сивцов, А В Котин, А С Кисняшкин, П С Андрюшечкин // Энергосберегающие технологии системы в АПК Межвуз Сб науч тр / Морд гос ун-т им H П Огарева - Саранск «Рузаевский печатник», 2005 - С 14-17

5 Сивцов В H Автоматизация исследований физико-механических характеристик материалов на базе разрывной машины и ЭВМ / В H Сивцов, В В Кузнецов // Материалы XI научной конференции молодых ученых, аспирантов и студентов МГУ им Огарева в Зч Ч 3 Технические науки / Морд гос ун-т им НП Огарева - Саранск Изд-во Морд ун-та, 2006 -С 160-164

6 Сивцов В H Восстановление корпусных деталей машин комбинированными покрытиями / В H Сивцов, А В Котин // Наука и инновация в Республике Мордовия Материалы V респ науч -практ конф / Морд гос ун-т им H П Огарева - Саранск Изд-во Морд ун-та, 2006 - С 187-189

7 Сивцов В H Ресурсосберегающие технологии восстановления изношенных деталей композиционными материалами / В H Сивцов, А В Котин // Наука и инновация в Республике Мордовия Материалы VI респ науч -практ конф / Морд гос ун-т им H П Огарева - Саранск Изд-во Морд ун-та, 2007 - С 197-201

8 Сивцов В H Прогрессивные методы восстановления изношенных деталей / В H Сивцов, В В Кузнецов, А С Кисняшкин // Повышение эффективности функционирования механических и энергетических систем Межд науч -техн конф / Морд гос ун-т им H П Огарева - Саранск «Ковылкинская районная типография», 2007 -С 5-10

9 Сивцов В H Исследование прочностных свойств комбинированных ме-таллополимерных. покрытий / В H Сивцов, В В Кузнецов, А В Котин // Повышение эффективности функционирования механических и энергетических систем Межд науч -техн конф / Морд гос ун-т им H П Огарева - Саранск «Ковылкинская районная типография», 2007 -С 10-15

10 Сивцов В H Приспособление для восстановления отверстия нижней головки шатунов двигателя КамАЗ-740 / В H Сивцов, А В Миронов, А В Котин и др // Повышение эффективности функционирования механических и энергетических систем Межд науч -техн конф / Морд гос ун-т им H П Огарева -Саранск «Ковылкинская районная типография», 2007 - С 15-18

11 Сивцов В H Восстановление корпусных деталей комбинированными покрытиями / В H Сивцов, А В Котин // Тракторы и сельскохозяйственные машины, 2007, № 8 - С 51-53

Подписано в печать 16 04 08 Объем 1,00 п л Тираж 120 экз Заказ № 688

Типография Издательства Мордовского университета 430000, г Саранск, у л Советская, 24

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Сивцов, Валерий Николаевич

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Характерные износы и дефекты корпусных деталей машин.

1.2. Анализ способов восстановления посадочных отверстий корпусных деталей.I /

1.3. Цель и задачи исследования.

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Теоретические предпосылки определения сил резания при механической обработки многослойных покрытий лезвийным режущим инструментом.

2.2 Математическое моделирование процесса механической, обработки комбинированных металлополимерных покрытий.

2.3. Оптимизация процесса механической обработки комбинированного металлополимерного покрытия.

3. МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

3.1. Программа исследования.

3.2. Методика определения физико-механических характеристик исследуемых материалов.

3.3. Методика исследования реологических свойств полимерных композиционных материалов.

3.4. Методика определения контактно-усталостных характеристик металлополимерных покрытий.

3.5. Методика исследования влияния режимов резания на силу резания полимерных материалов.

3.6. Методика многофакторного планирования эксперимента по определению оптимальных параметров резания металлополимерных покрытий при механической обработке.

3.7. Методика эксплуатационных испытаний.

4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

4.1. Результаты определения физико-механических свойств покрытий, образованных электроискровой наплавкой и нанесением композиционных материалов.

4.2. Результаты исследования вязкоупругих характеристик полимерных композиций.

4.3. Результаты математического моделирования несущей способности комбинированного металлополимерного покрытия.:.

4.4. Результаты исследования влияния режимов резания на силу резания при-механической обработке полимеров.

4.5. Результаты определения контактно-усталостных характеристик металлополимерных покрытий.121

5. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ВОССТАНОВЛЕНИЯ ПОСАДОЧНЫХ ОТВЕРСТИЙ КОРПУСНЫХ ДЕТАЛЕЙ КОМБИНИРОВАНИЕМ ЭЛЕКТРОИСКРОВОГО ПОКРЫТИЯ И КЛЕЯ-КОМПАУНДА.

5.1. Технологический процесс восстановления посадочных отверстий корпусных деталей двигателей и агрегатов трансмиссий машин комбинированием электроискрового покрытия и клея-компаунда.

5.2. Результаты эксплуатационных испытаний отремонтированных агрегатов.

5.3. Расчет экономической эффективности внедрения разработанного технологического процесса в производство.

Введение 2008 год, диссертация по процессам и машинам агроинженерных систем, Сивцов, Валерий Николаевич

Жесткие условия рынка, в которых работают ремонтные предприятия, требуют постоянного поиска путей выживания- в« конкурентной борьбе, одним из которых является непрерывное совершенствование технологического. процесса и организации производства. К числу важнейших путей повышения эффективности ремонта машин относится разработка и внедрение в производство современных ресурсо- и энергосберегающих методов восстановления изношенных деталей. Именно в этом скрываются основные, резервы снижения стоимости и увеличения ресурса отремонтированных машин, сокращения расхода запасных частей, экономии общественного труда и материальных затрат. При этом данные методы должны отвечать критерию универсальности, то есть их применение без дополнительных значительных капитальных вложений возможно было бы распространить на восстановление максимально возможного количества разнотипных деталей разномарочных машин и механизмов.

В настоящее время одной из острейших проблем- ремонтного производства является отсутствие высокоэффективных технологических процессов восстановления посадочных поверхностей ресурсных деталей машин, в том числе блоков цилиндров и шатунов двигателей, картеров коробок передач, корпусов передних и задних мостов тракторов, автомобилей, сельскохозяйственной техники и т.д.

Особо остро данная, проблема просматривается при технологическом формировании качества восстановления изношенных корпусных деталей, являющихся дорогостоящими, металлоемкими и сложными в производстве. Зачастую существующие технологии восстановления посадочных отверстий корпусов не обеспечивают заданных пространственногеометрических параметров^деталей, или требуют для этого применения дорогостоящего универсального технологического оборудования.

Решение данной проблемы видится в разработке новых методов нанесения покрытий на изношенные поверхности с заданными гарантированными физико-механическими, реологическими и триботехническими свойствами, а также в обеспечении заданной размерной и геометрической точности восстанавливаемых деталей.

Перспективным направлением в ремонтном производстве, в частности для восстановления чугунных деталей, является применение метода электроискровой наплавки (ЭИН), который позволяет формировать на изношенной поверхности детали различные износостойкие покрытия (наноструктуры) с заданными свойствами без существенного изменения структуры основного материала. Однако опыт применения ЭИН показал, что при износе деталей свыше 200 мкм электроискровые покрытия даже после механической обработки зачастую не удовлетворяют жестким техническим требованиям по шероховатости реставрированной поверхности.

В последнее время для восстановления деталей все чаще применяют различные импортные и отечественные полимерные материалы и композиции, которые позволяют не только обеспечить требования по точности и качеству покрытия без применения доводочных методов механической обработки, но и значительно повысить их фреттинг-коррозионную износостойкость. Но применение данных методов восстановления ограничивается толщиной наносимой полимерной пленки из-за ее технологической усадки в процессе полимеризации и возможных значительных упругих и пластических деформаций в процессе эксплуатации детали. К тому же большинство полимерных материалов имеют недостаточную адгези-онно-когезионную прочность, что приводит к их усталостному разрушению в процессе эксплуатации восстановленных деталей.

Зачастую отсутствуют необходимые данные по свойствам новых полимерных материалов, что также ограничивает возможность их применения в ремонтном производстве. Это, например, относится к высокона-полненым относительно недорогим полимерным композициям под логотипом клеи-компаунды, несомненно, являющимися перспективными технологичными материалами.

Значительный интерес представляет разработка метода формирования многослойных покрытий путем комбинирования ЭИН и нанесения высокопрочных полимерных материалов, который с одной стороны позволил бы обеспечить необходимую размерную точность и качество восстановленных деталей, повысить их послеремонтный ресурс, с другой стороны — значительно снизить себестоимость ремонта. Однако реализация данного направления сдерживается из-за отсутствия соответствующих теоретических разработок и практических рекомендаций.

Целью исследования является разработка эффективного универсального ресурсосберегающего технологического процесса восстановления посадочных отверстий корпусных деталей машин комбинированием электроискрового покрытия и клея-компаунда.

Объект исследования -- изношенные и восстановленные комбинированными покрытиями поверхности посадочных отверстий деталей машин.

Для реализации поставленной цели в работе были сформулированы следующие задачи исследования:

- провести анализ технического состояния посадочных отверстий корпусных деталей машин, поступивших в ремонт, существующих технологических процессов их восстановления;

- разработать конечно-элементную математическую модель, адекватно описывающую процесс лезвийной механической обработки комбинированного покрытия; усовершенствовать методику исследования адгезионных и коге-зионных свойств комбинированных покрытий, разработать алгоритм их автоматизации, модернизировать испытательное оборудование; исследовать физико-механические, реологические и технологические свойства импортных и отечественных клеев-компаундов, а также комбинированных покрытий на их основе; на основе математического моделирования определить оптимальные режимы резания лезвийным инструментом комбинированных покрытий; ^ провести математическое и физическое моделирование несущей способности комбинированного покрытия; разработать новый ресурсосберегающий технологический процесс восстановления посадочных отверстий корпусных деталей, провести эксплуатационные испытания, внедрить разработки в производство, оценить их экономическую эффективность.

Научная новизна работы состоит: в разработке конечно-элементной математической модели, адекватно описывающей процесс лезвийной механической обработки комбинированного покрытия; в установлении физико-механических и реологических свойств ряда импортных и отечественных клеев-компаундов, а также комбинированных покрытий на их основе; в определении на основе математического и физического моделирования, а также технологических расчетов оптимальных структур комбинированных покрытий для восстановления изношенных деталей, режимов их механической обработки.

Практическая ценность исследований заключается в: усовершенствовании методики исследования адгезионных и коге-зионных свойств комбинированных покрытий, разработке на основе программного комплекса Lab VIEW алгоритма их автоматизации, модернизации испытательного оборудования;

- разработке нового эффективного типового ресурсосберегающего технологического процесса восстановления посадочных отверстий деталей машин, позволяющего обеспечить необходимую размерную, геометрическую и пространственную их точность.

Новизна и научно-технический уровень разработок подтверждены участием в Международных, Всероссийских, региональных, межвузовских и республиканских выставках. Разработанный типовой технологический процесс восстановления изношенных посадочных отверстий корпусных деталей машин внедрен в Учебно-научно-производственном центре по разработке и внедрению новых технологий и в учебный-процесс ГОУВПО «Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева».

Основные результаты исследований доложены на семинарах, конференциях, советах и т.д.:

- ежегодных Огаревских чтениях, проводимых в Мордовском госуниверситете (Саранск, 1999 - 2007 гг.);

- конференциях профессорско-преподавательского состава, научных работников и аспирантов Мордовского госуниверситета (Саранск, 1999-2002 гг.);

- всероссийской научно-практической конференции «Организационные, философские и технические проблемы современных машиностроительных производств» (Рузаевка, 2000 г.);

- республиканской научно-практической конференции «Роль науки в развитии хозяйственного комплекса республики» (Саранск, 2001 г.);

- международной научно-технической конференции «Новые методы ремонта и восстановления деталей сельскохозяйственных машин» (Саранск, 2001 г.); республиканских научно-практических конференциях «Наука и инновация в Республике Мордовия» (Саранск, 2004 - 2007 гг.); международной научно-технической конференции «Повышение эффективности функционирования механических и энергетических систем» (Саранск, 2004 г.); всероссийской научно-практической конференции «Сельскохозяйственная наука Республики Мордовия: достижения, направления развития» (Саранск, 2005 г.); международной научно-технической конференции, посвященной 50-летию образования Института механики и энергетики (Саранск, 2007 г.); расширенном заседании кафедры механизации переработки сельскохозяйственной продукции Мордовского госуниверситета имени Н.П. Огарева (Саранск, 2008 г.);

Технологический процесс восстановления посадочных отверстий корпусных деталей комбинированным методом удостоен: золотой медали У-ой весенней агропромышленной выставки — ярмарки «РОСАГРО-2005» (Москва, ВВЦ); диплома и серебряной медали 8-ой Российской агропромышленной выставки «Золотая 0сень-2006» (Москва, ВВЦ); бронзовой медали 9-ой Российской агропромышленной выставки «Золотая 0сень-2007» (Москва, ВВЦ).

Работа выполнена на кафедре механизации переработки сельскохозяйственной продукции Института механики и энергетики ГОУВПО «Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева» в рамках плана НИР института и договора, заключенного по итогам Республиканского конкурса инновационных проектов (Постановление Правительства Республики Мордовия №142 от 5 апреля 2001 г.) тема §53/34-01.

На защиту выносятся следующие положения: конечно-элементная математическая модель, адекватно описывающая процесс лезвийной механической обработки комбинированного покрытия; физико-механических и реологических свойств ряда импортных и отечественных клеев-компаундов, а также комбинированных покрытий на их основе; усовершенствованная методика исследования адгезионных и ко-гезионных свойств комбинированных покрытий, разработанный на основе программного комплекса Lab VIEW алгоритм их автоматизации, модернизированное испытательное оборудование; новый эффективный типовой ресурсосберегающий технологический процесс восстановления посадочных отверстий корпусных деталей машин комбинированными покрытиями. и

Заключение диссертация на тему "Разработка технологического процесса восстановления посадочных отверстий корпусных деталей комбинированием электроискрового покрытия и клея-компаунда"

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Анализ состояния вопроса показал, что износ посадочных отверстий корпусных деталей, нарушение их геометрической и пространственной точности являются основными причинами потери работоспособности двигателей внутреннего сгорания, агрегатов трансмиссий автомобилей, тракторов, сельскохозяйственных машин. С целью повышения их ресурса и снижения себестоимости ремонта перспективным является разработка новых методов восстановления изношенных поверхностей комt бинированными металлополимерными покрытиями, обладающими гарантированными физико-механическими, триботехническими и реологическими свойствами.

2. С целью оптимизации процесса резания многослойных металло-полимерных покрытий на базе программного комплекса ANSYS (Customer No: 231121) разработана конечно-элементная математическая модель, адекватно описывающая процесс их лезвийной механической обработки и позволяющая рассчитывать и визуально представлять значения деформаций и напряжений в любой точке покрытия.

3. Усовершенствована методика, создан автоматизированный лабораторный комплекс для исследования физико-механических и реологических свойств материалов и покрытий с реализацией компьютерной обработки аналоговых сигналов от датчиков усилия и перемещения, позволяющий в среднем в 10 раз повысить точность и снизить погрешность измерений.

4. Исследования показали, что когезионные и адгезионные свойства комбинированных металлополимерных покрытий на основе отечественного клея-компаунда АНАТЕРМ-203 и импортного «БЕЛЬЗОНА 1111» в диапазоне рабочих температур эксплуатации подшипниковых соединений близки по значению, удовлетворяют необходимым требованиям и рекомендуются для их восстановления, причем из-за более низкой цены применение АНАТЕРМа-203 предпочтительнее.

5. Лабораторные исследования реологических свойств полимерных материалов показали, что клей-компаунд АНАТЕРМ-203 обладает более высокой деформационной стойкостью, чем полимерные композиции на основе анаэробного герметика Анатерм-бВ, применяемые в настоящее время для восстановления посадочных отверстий корпусных деталей, что объясняется более высокими значениями и термостабильностью его модуля упругости, коэффициентов начальной и конечной вязкости.

6. Исследования на контактную усталость показали, что комбинированное покрытие на основе электроискровой наплавки и клея-компаунда АНАТЕРМ-203 имеет предел выносливости на уровне вя = 310 МПа при 1Т07 циклах нагружения, тогда как покрытие клея-компаунда по необработанной электроискровым методом- рабочей поверхности образцов имеет тот же предел выносливости при 1*10 циклах нагружения.

7. На основе математического моделирования, лабораторных» исследований, натурного эксперимента определены оптимальные режимы резания лезвийным инструментом комбинированных металлополимерных покрытий, при которых не происходит отслоение полимера: глубина резания 0,3 мм, скорость резания 240 м/мин, подача 0,3 мм/об, передний угол резца 10°, задний угол резца 20°.

8. Разработан, апробирован и внедрен в производство новый типовой технологический процесс восстановления изношенных посадочных отверстий блоков цилиндров двигателей и картеров коробок передач комбинированием электроискрового покрытия и клея-компаунда АНАТЕРМ-203.

9. Эксплуатационные испытания показали, что нижняя доверительная граница прогнозируемого среднего ресурса подконтрольной партии двигателей и коробок передач автомобилей КамАЗ-740, восстановленных по разработанной технологии, при относительной ошибке 0,2 и доверительной вероятности 0,9 при Т=80000 км составила 316000 км, а нижняя доверительная граница 80% ресурса - 195000 км. Нормативная величина среднего ресурса новых агрегатов составляет 300000 км, а нормативная величина среднего 80% ресурса отремонтированных двигателей для третьей категории условий эксплуатации - 240000 км.

10. Разработанный технологический процесс внедрен в производство в Учебно-научно-производственном центре ГОУВПО «Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева», а также в учебный процесс Института механики и энергетики. Экономический эффект от внедрения применительно к восстановлению блоков цилиндров двигателей и картеров коробок передач в сравнении с существующей технологией составляет более двух миллионов рублей в ценах февраля 2008 г. на программу ремонта 400 деталей в год.

Библиография Сивцов, Валерий Николаевич, диссертация по теме Технологии и средства технического обслуживания в сельском хозяйстве

1. Усков В.П. Справочник по ремонту базовых деталей двигателей / В Л. Усков. - Брянск, 1998.-214 с.

2. Ресурсосбережение при технической эксплуатации с/х техники. М.: ФГНУ «Росинформагротех». - 2001. - Ч. И.

3. Казарцев В.И. Передовые способы восстановления автотракторных двигателей / В.И. Казарцев. М.-Л.: Сельхозгид, 1958. - 207 с.

4. Кряжков В.М. Научные основы восстановления работоспособности сопряжений деталей сельскохозяйственных тракторов применением металлопокрытий и упрочняющей технологии: автореф. дис. докт. техн. наук / В.М. Кряжков.-Л., 1973.-50 с.

5. Масино М.А. Повышение долговечности автомобильных деталей при ремонте / М.А. Масино. М.: Транспорт, 1972. - 148 с.

6. Мишин И.А. Долговечность двигателя / И.А. Мишин. — Л.: Машиностроение, 1976.-288 с.

7. Поляченко A.B. Основные направления и итоги исследовательских работ ГОСНИТИ по восстановлению и упрочнению деталей машин // Сб. труд. / ГОСНИТИ. М., 1973. - Т. 38. - С. 9-13.

8. Ульман И.Е. Ремонт машин / И.Е. Ульман. М.: Колос, 1976. - 448 с.

9. Черноиванов В.И., Северный А.З. Основные направления развития и совершенствования производства по восстановлению деталей // Сб. труд: / ГОСНИТИ. М., 1978. - Т. 57. - С. 3-12.

10. Шадричев В.А. Исследование износов деталей машин статическими методами / В.А. Шадричев. М.: Сельхозгид, 1956. Т. 12. - С. 188-198.

11. Шадричев В.А. Основы выбора рационального способа восстановления автомобильных деталей металлопокрытиями / В.А. Шадричев. М.: Машгиз, 1962.-246 с.

12. Повышение качества; ремонта сельскохозяйственной техники на предприятиях "Сельхозтехники" — М.: ЦНИИТЭИ "Союзсельхозтехника", 1978.-С. 45.

13. Усков В.П. Способ контроля соосности коренных опор / В.П. Усков. Брянск, 1992. - 168 с

14. Назаров А.Д* Влияние ■: отклонений: параметров; деталей кривошип-но-шатунного механизма на эффективность работы двигателя / А.Д. Назаров // Техника в сельском хозяйстве. — 200 Г. — №5. — С. 24 — 27.

15. Назаров А.Д: Влияние отклонений массогеометрических параметров деталей КШМ на приработку и: техническое состояние отремонтированных двигателей / А.Д; Назаров // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2002: -№8: - С.28- 31.

16. Ф.Х. Бурумкулов, В.П. Лялякин, В.И: Иванов Определение полного ресурса4 блоков цилиндров; автотракторных двигателей / Ф.Х. Бурумкулов,

17. B.П;. Лялякин,.В.И. Иванов // Техника в сельском хозяйстве. — 2005. — №4. —1. C. 30 -33.

18. ГорскийШЩ: Исследование полноты'восстановления кривошипно-шатунного механизма тракторных двигателей при кап. ремонте с целью повышения^ надежности: дис. канд. техн. наук /Н.Д. Горский. Л. - Пушкин, 1973.- 140 с.

19. Кавин ВЛ. Исследование ресурсных узлов двигателей типа'СМД,с целыо: оптимизации их долговечности при, кап. Ремонте: дис., канд. тенх. Наук / В.П; Кавин: -Л. -Пушкин; 1978. 222 с.

20. Мираоян Х.А. Исследование и обоснование способа восстановления изношенных поверхностей! чугунных корпусных деталей приваркой стальной ленты. Дис. канд. техн. наук / Х.А. Мираоян. М. - 1978; - 203 с.

21. Столяров И.И. Исследование способов восстановления гнезд вкладышей коренных подшипников к/вала: автореф. дис. канд. техн. наук / И.И. Столяров. Л., 1970. - 35 с.

22. Ильяков B.B. Особенности ремонта блоков цилиндров и картера сцепления двигателей ЗИЛ-130 / В.В. Ильяков // Автомобильный транспорт.- 1971.-N5.- С. 20-24.

23. Кавин В.П. Исследование износов блок-картера тракторного двигателя СМД-14 / В.П. Кавин // Записки ЛСХИ. Л., 1973. - Т.210. - С. 75-78.

24. Кавин ВЛ. Исследование ресурсных узлов двигателей типа СМД с целью оптимизации и долговечности при капитальном ремонте: дис. канд. техн. наук / В.П. Кавин. Л. - Пушкин, 1978. - С. 222.

25. Кузнецова С.А. Исследование дефектов коренных подшипников коленчатых валов двигателей ЯМЗ-238НБ, поступающих в капитальный ремонт / С.А. Кузнецова // Сб. науч. тр. / ЛСХИ. Л. - Пушкин, 1980. - Т. 401.- С. 57-59.

26. Кузнецова С.А. Несоосность коренных опор блока двигателя ЯМЗ-238НБ и се допустимое значение при Капитальном5 ремонте: автореф. дис. канд. техн. наук / С.А. Кузнецова. Л. - Пушкин, 1984. - С. 17.

27. Котин A.B. Восстановление размерных цепей сборочных единиц с применением нежестких компенсаторов износа: дис. докт. техн. наук / A.B. Котин. Саранск, 1997. - 359 с.

28. Страдымов Ф.Я. Некоторые пути увеличения сроков службы тракторных деталей / Ф.Я. Страдымов. М., 1963. - 86 с.

29. Билов Е.Е. Ремонт базовых поверхностей блока цилиндров / Е.Е. Билов. — М.: Автотрнсиздат, 1960. С. 21-23.i

30. Шалабанов В.П. Повышение точности технологического процесса восстановления гнезд коренных опор блок-картеров двигателей сельскохозяйственной техники: дис. канд. техн. наук / В.П. . Шалабанов Л., 1983. -265 с.

31. Ермичев В.А., Михальченков A.M., Кузьменко И.В. О нанесении пленок мягких металлов при восстановлении корпусов подшипников / В.А.

32. Ермичев, А.М. Михальченков, И.В. Кузьменко // Техника в сельском хозяйстве. 1999; — №3. - G. 36 - 37: •

33. Ракин Я.Ф. Эксплуатация подшипниковых узлов машин. / Я.Ф: Ра-кин. М.: Росагропромиздат, 1990.

34. Курчаткин В:В. Восстановление посадочных мест подшипников' полимерами /В.В. Курчаткин-М:: Высшая школа, 1983.

35. Михальченков А.М:,, Дроздов А.В;, Кисилева JI.C. Уплотнение серого чугуна, при пластическом деформировании'// Тезисы докладов международной научно-технической конференции «Износостойкость машин». — Брянск, 1994:

36. Аксенов В.А., Выстрелков ИН;восстановление отверстий корпусов коробок передач / В.А: Аксенов, И.Н. Выстрелков // Механизация и электрификация сельского хозяйства. №2. - 2004, - С. 22 - 23.

37. Михальченков А.М., Комогорцев В.Ф., Козарез И.В. Продукты фреттинг-коррозии; и надежность неподвижных соединений сталь-чугун // Ремонт, восстановление, модернизация.-№5. -2005. —G. 36 -38.

38. Мае л ов H.H. Качество ремонта автомобилей / H.H. Маслов. М.: Транспорт, 1975.- 367 с.

39. Шайдулин В.М. Исследование и разработка технологии восстановления посадочных отверстий корпуса КПП трактора Т-74 проточным желез-нением на периодическом токе: автореф. дис. канд. техн. наук / В.М. Шайдулин.-Кишинев, 1979. 15 с.

40. Маслов H.H. Эффективность и качество ремонта автомобилей / H.I Г. Маслов. М.: Транспорт, 1981. - 304 с.

41. Шадричев В.А. Основы выбора рационального способа восстановт ления автомобильных деталей металлопокрытиями / В.А. Шадричев. М.-Л.: Машгиз., 1962. -296 с.

42. Нефедов Б.Б. Плазменные методы, восстановления деталей / Б.Б. Нефедов,// Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2002. — №3 -С. 24-25.

43. Сотников-А., Кучкин В. Восстановление постелей коренных подшипников / А. Сотников, В. Кучкин // Автомобильный транспорт. — 1966. -№2.-С. 30-31.

44. Чертков В: Восстановление посадочных мест гильз и гнезд коренных подшипников / В. Чертков // Автомобильный транспорт. 1966. - №4. -С. 29-30.

45. Трепов П.В. Исследование и разработка прогрессивных способов восстановления чугунных корпусных деталей с/х техники, имеющих повреждения: дис. канд. Техн. наук В.П: Трепов. Л., 1976. - 201 с.

46. Ильяков В. Особенности ремонта блоков цилиндров и картера сцепления двигателя ЗИЛ — 130 / В. Ильяков // Автомобильный транспорт. -1971-№5.-С. 29-36.

47. Амелин. Д.В. Исследование и разработка способа восстановления отверстий базисных чугунных деталей сельскохозяйственных машин контактной наваркой "металлических порошков: дис. канд. техн. наук / Д.В. Амелин. -М., 1981.-291 с.

48. Поляченко A.B. Увеличение долговечности восстанавливаемых дегталей контактной приваркой износостойких покрытий в условиях сельскохозяйственных ремонтных предприятий: дис. докт. техн. наук / A.B. Поляченко -М., 1984.-467 с.

49. И.А. Бабаев. М., 1982. - 215 с.

50. Смирнягин Г.Ф. Исследование процесса электроконтактного напе-кания порошков при- восстановлении изношенных деталей ремонтируемых машин: дис. канд. техн. наук / Г.Ф: Смирнягин. Челябинск, 1972. - 169 с.

51. Бахмудкадиев Н.Д. // Сварочное производство. М/. - 2001. - №5.

52. Костащук Н.И*., Смолинский В.П., Котенко С.С. Технико экономический анализ способов восстановления посадочных отверстий. // Механизация и электрификация»сельского хозяйства. - 1987. -№6.

53. Вальдман Т.Ю. Совершенствование технологии восстановления гнезд коренных опор блоков цилиндров автотракторных двигателей путем дифференцирования дефектов: дис. канд. техн. наук / Т.Ю. Вальдман, С. -Петербург Пушкин, 1997. — 164 с.

54. Суханов В:А. Исследование деформаций и повреждений, разных блоков цилиндров.и совершенствование технологии их ремонта с целью повышения послеремонтного ресурса на базе двигателя ЗИЛ-130: дис. канд.техн.наук / В.А. Суханов. — Киров, 1978. — 209 с.

55. Мирзоян Х.А., Михайлов,В.И. Восстановление постелей'под< вкладыши коренных подшипников приваренной металической- лентой-7 Х.А. Мирзоян, В'.И. Михайлов // Техника в сельском хозяйстве. — 1975. — N9. — С. 80-81.

56. Мирзоян Х.А. Исследование и обоснование способа восстановления изношенных поверхностей чугунных корпусных деталей приваркой<стальной ленты: дис. канд. техн. наук / Х.А. Мирзоян. М.,1978. - 130 с.

57. Мирзоян Х.А., Шалабанов В.П., Кахидэе А.Г. Восстановление блоков цилиндров с применением контактной приварки стальной ленты // Сб. науч. тр. / ЛСХИ. 1983. - С. 38 - 41. .

58. Кутепов И:Б. Восстановление деталей газопорошковой наплавкой / И.Б. Кутепов // Механизация, и электрификация сельского хозяйства. — 1998. -№1.-С.21 -23.

59. Сидоров А.И., Карцев C.B. Эффективность плазменного напыления с последующим оплавлением / А.И: Сидоров; C.B. Карцев // Механизация и электрификация сельского хозяйства. — 2000. — №12. — С. 20:

60. Пилипенко A.M. Обработка покрытий комбинированным методом / A.M. Пилипенко // Технология машиностроения. 2005: - №7. - С. 52 - 56.

61. Батищев А.Н. Перспектива развития технологии восстановления деталей гальваническим покрытием / А.Н: Батищев,// Механизация и электрификация сельского хозяйства. — 1995. №8. - С. 24 - 27".

62. Бурумкулов Ф.Х. и др. Электроискровая обработка деталей. В кн.: Восстановление и упрочнение деталей-машин. Труды ВНИИТУВИД «Ремде-таль». М.: ГОСНИТИ, 1999. - С.171 - 203.

63. Ионов П.А. Выбор оптимальных режимов* восстановления изношенных деталей электроискровой наплавкой: дис. канд. техн. наук / П:А. Ионов. Саранск, 1999: - 18 с.

64. Величко С.А. восстановление и упрочнение электроискровой наплавкой изношенных отверстий чугунных корпусов; гидрораспределителей (На примере корпуса гидрораспределителя Р-75): дис. канд. техн. наук / С.А. Величко. - Саранск, 2000. - 166 с.

65. Мотовилин Г.В. Полимерные клеевые композиции ремонтный и конструкционный»материал / В кн. Новые материалы в технике и науке - М., 1966.-С. 60-64.

66. Технологические рекомендации по применению методов восстановления деталей машин. М.: ГОСНИТИ, 1976. - 182 с.

67. Курчаткин B.B. Восстановление посадочных мест подшипников полимерными материалами / BiB. Курчаткин. М.: Высшая школа, 1983. — 80 с.

68. Курчаткин В.В. Восстановление посадок подшипников качения сельскохозяйственной техники полимерными материалами: дис. докт. техн. наук / В.В. Курчаткин. М-., 1989. - 407 с.

69. Перфильев А.П. Повышение долговечности подшипниковых узлов, со сферическим наружным кольцом прифемонте-зерноуборочных комбайнов Дис. канд. техн. наук / А.П. Перфильев. М.,1980. - 160 с.

70. Герметики. Анаэробные уплотняющие составы. Горький: Горь-ковская правда.5 - 1982. - 16 с.

71. Применение анаэробных герметизирующих композиций в сопряженных цилиндрических соединениях. / Аронович Д.А., Иурох А.Ф., Синео-ков А.П. Обзорная^информация. - М.: НИИТЭХИМ. - 1993. - С. 27.

72. Журавлев A.A., Бондус В.Р. Применение анаэробных составов в судоремонте // Морской транспорт. Сер. "Судоремонт". 1988. -№9 (558). — С. 11-21.

73. Шарафутдинов А.М; и др. Опыт применения полимерных материалов при техническом обслуживании и ремонте судов флота рыбной промышленности / В кн. Техническая эксплуатация флота. Обз. инф: М.: ВНИИ-ЭРХ. - 1989. - Вып. 2. - С. 1 - 44.

74. Уткин A.B., Гаврилов В.В. Применение анаэробных составов при ремонте судового механического оборудования // Экспресс информация "Речной транспорт". М., 1987. - Вып. 29 (1144).

75. Василькин Ю.И. Повышение долговечности двигателей путем обеспечения и разработки процессов восстановления звеньев размерных цепей сборочных единиц (на примере 3M3-53): дис. канд. техн. наук / Ю.И. Василькин. Саранск, 1991. - 145 с.

76. Кокуевицкий В.А. и др. Применение полимерных материалов для восстановления деталей автомобилей / В' кн. Вопросы технической эксплуатации и .ремонт автомобилей; М:: ЦБНТИ Минавтотранса РСФСР. - 1990. -Вып. 8.-С. 21 -34.

77. Синеоков А.П., и др. Перспективы применения анаэробных материалов при ремонте автомобилей // Автодорожник Украины. —1992. -№3. -С. 11- 14:

78. Димов В.А., Коновалов A.A. Применение анаэробных герметиков при сборке подшипников соединений / В .А. Димов, A.A. Коновалов // Техника в сельском хозяйстве. 1981. 4. - С. 52 - 53.

79. Кричевский М.Е. и др. Применение анаэробных герметиков в ремонтном производстве / М.Е. Кричевский и др. // Техника в сельском хозяйстве. 1985. - Лг» 7. - С. 50 - 51.

80. Кричевский М.Е. Применение полимерных материалов при ремонте сельскохозяйственной техники. — М.: Росагропромиздат, 1988. С. 143.

81. Карелии П.А. Способ ранжирования размеров деталей при эксплуатации и: ремонте / П.Л. Карепиш// Техника в сельском хозяйстве. — 1991. -№4:-С. 56-57. ; .

82. Селиверстов Р.В; Повышение долговечности; коренных подшипников двигателей нанесением на их гнезда полимерных покрытий при ремонте: автореф. дис. канд. техн. наук / Р.В. Селиверстов. М., 1993. - 16 с.

83. Тоиров И;Ж. Восстановление неподвижных,соединений подшипников качения сельскохозяйственной техники анаэробными герметиками: дис. канд. техн. наук / И.Ж. Тоиров. М., 1990: - 139 с.

84. Истихин C.B. Повышение точности отремонтированных сборочных единиц при восстановлении деталей полимерными материалами (на примере главной передачи заднего моста автомобиля ГАЗ-5Э: дис. канд. техн. наук / C.B. Истихин. Саранск, 1998. - 174 с. ,

85. Ивченко Д.И. Восстановление корпусных деталей анаэробными полимерными композициями (на примере картеров коробок передач автмоби-лей семейства ГАЗ: дис.канд. техн. наук / Д.И. Ивченко. — Саранск. 2001. — 165 с.

86. Штучный Б.П. Механическая обработка пластмасс: Справочник. -2-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1987. - 152 с.

87. Батрин JT.E. Силы резания и чистота обработанной поверхности при точении-пластмасс. В кн.: Новое в резании металлов и пластмасс. Под ред. проф. А.Н. Резникова. Куйбышевское кн. из-во, 1963. - С. 33 - 56.

88. Буловский П.И., Петрова H.A. Механическая обработка стеклопластиков /П.И. Буловский, Н;А. Петрова. JL, «Машиностроение», 1969—152с.

89. Вадачкория В.И. Температурные режимы при резании пластмасс /

90. B.И. Вадачкория // «Пластические массы». 1962. -№6. - С. 27 - 31.

91. Коновалова Н.И. Тепловые явления при резании слоистых пластмасс / Н.И. Коновалова // «Труды УрПИ им. С.М. Кирова». 1959. - №80.1. C. 85-91.

92. Руднев A.B., Королев A.A. Обработка резанием стеклопластиков / A.B. Руднев, A.A. Королев, М., «Машиностроение». 1969. - 118 с.

93. Семко М.Ф., Баскаков И. Г., Дрожжин В.И. и др. Механическая обработка пластмасс / М.Ф. Семко, И.Г. Баскаков, В.И. Дрожжин и др. М., «Машиностроение», 1965. - 132 с.

94. Подураев В.Н. Резание труднообрабатываемых материалов. Учеб. Пособие для вузов. М., «Высшая школа», 1974. 587 с.

95. Кривоухов В.А. и др. Обработка металлов резанием. Оборонгиз,1958.

96. Розенберг A.M., Розенберг O.A. Механика пластического деформирования в процессах резания и деформирующего протягивания. АН УССР. Ин-т сверхтвердых материалов. Киев: Наука думка, 1990. - 319 с.

97. Тихомиров P.A., Николаев В.И. Механическая обработка пластмасс. JL, «Машиностроение» (Ленинградское отд-ние), 1975.

98. Степанов A.A. Обработка резанием высокопрочных композиционных полимерных материалов. Л., «Машиностроение» (Ленинградское отд-ние), 1987.- 176 с.

99. Акира Кобаяши Обработка пластмасс резанием (сокращ. перев. с англ.). М., «Машиностроение», 1974. 192 с.

100. Штучный Б.П. Обработка пластмасс резанием. Справочное пособие. М., «Машиностроение», 1974. 144 с.

101. Безухов Н.И. Основы теории упругости, пластичности и ползучести / Н.И. Безухов. М., «Высшая школа», 1961. — 538 с.

102. Определение прочности сцепления газотермических покрытий с основным металлом. Методические рекомендации» MP 250-87. Mt: ВНИ-ИНМАШ, 1987, 18 с.

103. Грузинцев А.П. Восстановление отверстий коренных опор чугунных блоков цилиндров двигателей комбинированным способом (на примере блока цилиндров двигателя КамАЗ 740): дис.канд. техн. наук / А.П. Грузинцев. - Саранск, 2002. — 137 с.

104. Виноградов Г.В., Малкин А.Я. Реология полимеров / Г.В. Виноградов, А .Я. Малкин. М.: Химия, 1977. - 438 с.

105. Демидов С.П. Теория упругости /С.П. Демидов. М.: Высшая школа, 1979.-432 с.

106. Р 50-54-30-87 Расчеты и испытания на прочность. Методы испытаний на контактную усталость. М.: Госстандарт СССР, ВНИИМАШ, 1988. - 122 с.

107. Некрасов С.С. Обработка материалов резанием / С.С. Некрасов. -М.: Агропромиздат, 1988.

108. Адлер Ю.П. Введение в планирование эксперимента / Ю.П. Адлер . М.: Металлургия, 1969. - 155 с.

109. Большев Л.Н-, Смирнов Н.В. Таблицы математической статистики / Л.Н1 Большев, HiB. Смирнов. Mi: Наука, 1965. - 474 е. .

110. Кацев П.Г. Статистические методы исследования режущего инструмента / П.Г. Кацев. М.: Машиностроение, 1974. - 231 с.

111. Методические; указания по оценке, прогнозированию и нормированияю ресурса и безотказности сельскохозяйственной техники, М.:. FOC• f . ' . .•1. НИТИ, 1975.-272 с.

112. Бурумкулов Ф;Х. Лезин П.П Работоспособность и долговечность восстановленных деталей и сборочных единиц машин. Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 1993.-С. 120.

113. Попык К.Г. Динамика автомобильных и тракторных; двигателей / K.F. Нопык. —Mi: Высшая школа, 1970:- 328 с:

114. Гуль В.Е. Структура и прочность полимеров / В.Е. Гуль. MI: Хи- -мия, 1978.-328 с.

115. Сивцов В.Н. Восстановление корпусных деталей комбинированными покрытиями / В.Н. Сивцов, A.B. Котин // Тракторы и сельскохозяйственные машины, 2007, № 8. С. 51-53.